Micro-usinage des matériaux monocristallins

Le silicium monocristallin est de plus en plus employé pour la réalisation de nouveaux dispositifs mécaniques ultra-miniaturisés. Cet article vise à décrire certaines des techniques permettant l’obtention de telles structures : usinage chimique, gravure sèche, gravure électrochimique, épitaxie, scellement...

Le micro-usinage (de matériaux cristallins ou non) est fondé sur les techniques de fabrication collective, qui ont permis l’avènement des puces circuits intégrés en les rendant très peu coûteuses. Les puces sont réalisées simultanément, ce qui répartit le coût de fabrication entre toutes les pièces.

Au cours des étapes de fabrication des circuits intégrés en silicium, les technologues ont été amenés à utiliser des procédés d’attaque chimique pouvant conduire à la réalisation de formes tridimensionnelles telles que cavités, trous, pyramides, rainures, hémisphères, poutres en surplomb, membranes... Par la suite, d’autres moyens de gravure, plus complexes se sont développés.

Ce principe d’usiner des formes de très petite taille ou avec des précisions très grandes n’est pas limité au silicium, mais peut s’appliquer à d’autres substrats (quartz, germanium, arséniure de gallium...). Le silicium demeure cependant le principal matériau utilisé, du fait de l’accumulation de connaissances issues des technologies de fabrication des circuits intégrés.